(57)【要約】非常に低い流量であっても一定の流れを提供する、使い捨てアッセイ装置における流体の流れを管理するためのマイクロ流体装置が提供される。本マイクロ流体装置を利用するポンプ、ならびに製造方法およびマイクロ流体プロセスを実施するための方法も提供される。2019519359.tif 000003
2019519359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)硬質体であって、そこに配置された第一湾曲スロットを有する、硬質体と、
(b)該硬質体に取り付けられた上面を有する硬質基板であって、該上面に配置された、該第一湾曲スロットの第一端および第二端と整合するように位置付けられた第一入口ポートおよび第一出口ポートを含む、硬質基板と、
(c)該第一湾曲スロット内に配置された、第一面および第二面を有する第一弾性部材であって、該第二面が、該硬質基板と共に第一流路を画定する溝を含む、第一弾性部材と
を含む、マイクロ流体装置。
【請求項２】
弾性部材が硬質体の湾曲スロットに結合されている、請求項1記載のマイクロ流体装置。
【請求項３】
入口コネクタおよび出口コネクタであって、それぞれが硬質基板の入口ポートおよび出口ポートと各々流体連通している、入口コネクタおよび出口コネクタ
をさらに含む、請求項1または2記載のマイクロ流体装置。
【請求項４】
入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の側面上に配置されている、請求項3記載のマイクロ流体装置。
【請求項５】
入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の互いに異なる側面上に配置されている、請求項4記載のマイクロ流体装置。
【請求項６】
湾曲スロットが硬質体の中心に対して一定の曲率半径を有する、請求項1〜5のいずれか一項記載のマイクロ流体装置。
【請求項７】
湾曲スロットが、硬質体の中心に対して増加または減少する漸増性または漸減性の曲率半径を有する、請求項1〜5のいずれか一項記載のマイクロ流体装置。
【請求項８】
第一弾性部材の上面が硬質体の上面よりも上方に延在する、請求項1〜7のいずれか一項記載のマイクロ流体装置。
【請求項９】
(d)硬質体に配置された、第一湾曲スロットと実質的に平行に位置付けられた1つまたは複数の第二湾曲スロットと、
(e)それぞれ該1つまたは複数の第二湾曲スロット内に配置された、第一面および第二面を有する1つまたは複数の第二弾性部材であって、該1つまたは複数の第二弾性部材のそれぞれの該第二面が、硬質基板と共に1つまたは複数の第二流路を画定する溝を含む、1つまたは複数の第二弾性部材と、
(f)硬質体に配置された、該1つまたは複数の第二湾曲スロットの各々の端と整合するように位置付けられた1つまたは複数の第二入口ポートおよび出口ポートと
をさらに含む、請求項1〜8のいずれか一項記載のマイクロ流体装置。
【請求項１０】
(a)上面および底面を有する硬質基板であって、これを貫通して配置された開口部を含む、硬質基板と、
(b)該開口部の内面の一部内に形成された第一溝と、
(c)該第一溝の第一端および第二端に形成された第一入口ポートおよび第一出口ポートと、
(d)該開口部に固定して取り付けられたカラーであって、その内面内に形成された、該開口部の該第一溝と整合するように位置付けられた第一湾曲スロットを含む、カラーと、
(e)該第一湾曲スロット内に配置された、該開口部の該第一溝と共に第一流路を形成するように構成された第一弾性部材と
を含む、マイクロ流体装置。
【請求項１１】
入口コネクタおよび出口コネクタであって、それぞれが第一溝の第一入口ポートおよび第一出口ポートと各々流体連通している、入口コネクタおよび出口コネクタ
をさらに含む、請求項10記載のマイクロ流体装置。
【請求項１２】
入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の側面上に配置されている、請求項11記載のマイクロ流体装置。
【請求項１３】
入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の互いに異なる側面上に配置されている、請求項12記載のマイクロ流体装置。
【請求項１４】
入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の上面または底面上に配置されている、請求項11記載のマイクロ流体装置。
【請求項１５】
第一弾性部材がカラーの第一湾曲スロットに結合されている、請求項10〜14のいずれか一項記載のマイクロ流体装置。
【請求項１６】
カラーが、開口部から離れる方向に延在する、硬質基板の上面に形成された環状リング内に嵌合するように構成されたフランジを含む、請求項10〜15のいずれか一項記載のマイクロ流体装置。
【請求項１７】
カラーの上面が硬質基板の上面よりも上方に延在する、請求項10〜16のいずれか一項記載のマイクロ流体装置。
【請求項１８】
第一溝が、硬質基板の上面または底面に隣接する内面の縁に位置付けられている、請求項10〜17のいずれか一項記載のマイクロ流体装置。
【請求項１９】
(f)開口部の内面の一部内に形成された、第一溝と実質的に平行に位置付けられた1つまたは複数の第二溝と、
(g)該1つまたは複数の第二溝の第一端および第二端にそれぞれ形成された1つまたは複数の第二入口ポートおよび第二出口ポートと、
(h)それぞれが該開口部の該1つまたは複数の第二溝のそれぞれと整合するように位置付けられた、カラーの内面内に形成された1つまたは複数の第二湾曲スロットと、
(i)それぞれが該1つまたは複数の第二湾曲スロットのそれぞれの内部に配置された、該開口部の該1つまたは複数の第二溝と共に1つまたは複数の第二流路を形成するように構成された1つまたは複数の第二弾性部材と
をさらに含む、請求項10〜18のいずれか一項記載のマイクロ流体装置。
【請求項２０】
1つまたは複数の、請求項1〜9のいずれか一項記載のマイクロ流体装置と、
回転可能なアクチュエータであって、該アクチュエータが回転し湾曲スロットに沿って圧縮を移動させているときに、流路を実質的に変形させることなく弾性部材の上面の一部を該流路内へと圧縮するように構成された、回転可能なアクチュエータと
を含む、ポンプ。
【請求項２１】
1〜8個のマイクロ流体装置を含む、請求項20記載のポンプ。
【請求項２２】
1個のマイクロ流体装置を含む、請求項21記載のポンプ。
【請求項２３】
3個のマイクロ流体装置を含む、請求項21記載のポンプ。
【請求項２４】
マイクロ流体分析器と流体連通するように配置された、請求項20〜23のいずれか一項記載のポンプ。
【請求項２５】
マイクロ流体分析器が、少なくとも1つの標的を含むと疑われる液体試料を受け取るように構成された少なくとも1つのマイクロ流路を含み、該マイクロ流路が、該少なくとも1つの標的の存在を決定する際に使用するための少なくとも1つの試薬を含む、請求項24記載のポンプ。
【請求項２６】
1つまたは複数の、請求項10〜19のいずれか一項記載のマイクロ流体装置と、
回転可能なアクチュエータであって、開口部に挿入されるように、および該アクチュエータが回転し湾曲スロットに沿って圧縮を移動させているときに流路を実質的に変形させることなく第一弾性部材の表面の一部を該流路内へと圧縮するように構成された、回転可能なアクチュエータと
を含む、ポンプ。
【請求項２７】
1〜8個のマイクロ流体装置を含む、請求項26記載のポンプ。
【請求項２８】
1個のマイクロ流体装置を含む、請求項27記載のポンプ。
【請求項２９】
3個のマイクロ流体装置を含む、請求項27記載のポンプ。
【請求項３０】
マイクロ流体分析器と流体連通するように配置された、請求項26〜29のいずれか一項記載のポンプ。
【請求項３１】
マイクロ流体分析器が、少なくとも1つの標的を含むと疑われる液体試料を受け取るように構成された少なくとも1つのマイクロ流路を含み、該マイクロ流路が、該少なくとも1つの標的の存在を決定する際に使用するための少なくとも1つの試薬を含む、請求項30記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、2016年4月26日に出願された米国特許出願第62/327,560号の、米国特許法119条(e)項に基づく優先権の恩典を主張し、その内容は全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【０００２】
発明の分野
本発明は流体工学技術に関し、より具体的にはマイクロ流路を通る流体の流れの制御のためのマイクロ流体多層蠕動ポンプに関する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
背景情報
マイクロ流体システムは、極少量の液体を用いて化学的および生物学的情報を取得しかつ分析するために重要な価値がある。マイクロ流体システムの使用は、反応の応答時間を向上し、試料の量を最小限にし、かつ試薬および消耗品の消費を低減することができる。揮発性または有害な物質が用いられるかまたは発生する場合には、マイクロ流体工学的な量で反応を実施することはまた、安全性を高めかつ廃棄量を低減する。
【０００４】
マイクロ流体装置は、医療診断および分析化学からゲノムおよびプロテオームの分析まで幅広い分野でますます重要になっている。それらは低流量の薬物送達などの治療的状況においても有用な場合がある。
【０００５】
これらの装置に必要なマイクロコンポーネントは複雑であり製造にコストがかかることが多い。例えば、試薬を混合し、システムの使い捨て分析プラットフォームコンポーネントと分析機器(例えば、表示機能を備えた分析物読取機)との間で流体を輸送するために、マイクロポンプが用いられる場合がある。しかしながら、マイクロ流体装置の領域内で流体の流れの方向および速度を制御することまたはマイクロ流体流路の内部で複雑な流体流動パターンを達成することは困難である。
【発明の概要】
【０００６】
使い捨てアッセイ装置における器機内での試料の取り扱いのための安価で高精度な手段を提供するために、マイクロ流体ポンプが開発された。該マイクロ流体ポンプを利用する装置、ならびに製造方法およびマイクロ流体プロセスを実施するための方法も提供される。
【０００７】
したがって、1つの局面では、本発明はマイクロ流体装置を提供する。該マイクロ流体装置は、硬質体であって、そこに配置された第一湾曲スロットを有する、硬質体と、該硬質体に取り付けられた上面を有する硬質基板であって、該上面に配置された、該第一湾曲スロットの第一端および第二端と整合するように位置付けられた第一入口ポートおよび第一出口ポートを含む、硬質基板と、該第一湾曲スロット内に配置された、第一面および第二面を有する第一弾性部材であって、該第二面が該硬質基板と共に第一流路を画定する溝を含む、第一弾性部材とを含む。様々な態様では、マイクロ流体装置は、入口コネクタおよび出口コネクタであって、それぞれが硬質基板の入口ポートおよび出口ポートと各々流体連通している、入口コネクタおよび出口コネクタをさらに含んでもよい。入口コネクタおよび出口コネクタは、硬質基板の側面上に配置されてもよい。湾曲スロットは、硬質体の中心に対して一定の曲率半径を有してもよいし、または硬質体の中心に対して増加もしくは減少する漸増性もしくは漸減性の曲率半径を有してもよい。第一弾性部材の上面は、硬質体の上面よりも上方に延在してもよい。
【０００８】
特定の態様では、マイクロ流体装置は、硬質体に配置された、第一湾曲スロットと実質的に平行に位置付けられた1つまたは複数の第二湾曲スロットと、それぞれ該1つまたは複数の第二湾曲スロット内に配置された、第一面および第二面を有する1つまたは複数の第二弾性部材であって、該1つまたは複数の第二弾性部材のそれぞれの該第二面が硬質基板と共に1つまたは複数の第二流路を画定する溝を含む、第二弾性部材と、硬質体に配置された、該1つまたは複数の第二湾曲スロットの各々の端と整合するように位置付けられた1つまたは複数の第二入口ポートおよび出口ポートとをさらに含んでもよい。
【０００９】
別の局面では、本発明はマイクロ流体装置を提供する。該マイクロ流体装置は、上面および底面を有する硬質基板であって、これを貫通して配置された開口部を含む、硬質基板と、該開口部の内面の一部内に形成された第一溝と、該第一溝の第一端および第二端に形成された第一入口ポートおよび第一出口ポートと、該開口部に固定して取り付けられたカラーであって、その内面内に形成された、該開口部の該第一溝と整合するように位置付けられた第一湾曲スロットを含む、カラーと、該第一湾曲スロット内に配置された、該開口部の該第一溝と共に第一流路を形成するように構成された第一弾性部材とを含む。様々な態様では、マイクロ流体装置は、入口コネクタおよび出口コネクタであって、それぞれが第一溝の第一入口ポートおよび第一出口ポートと各々流体連通している、入口コネクタおよび出口コネクタをさらに含んでもよい。様々な態様では、マイクロ流体装置は、入口コネクタおよび出口コネクタであって、それぞれが硬質基板の入口ポートおよび出口ポートと各々流体連通している、入口コネクタおよび出口コネクタをさらに含んでもよい。入口コネクタおよび出口コネクタは、硬質基板の側面上に配置されてもよい。弾性部材は、カラーの第一湾曲スロットに結合していてもよい。様々な態様では、カラーは、開口部から離れる方向に延在する、硬質基板の上面に形成された環状リング内に嵌合するように構成されたフランジを含んでもよい。カラーの上面は、硬質基板の上面よりも上方に延在してもよい。
【００１０】
特定の態様では、マイクロ流体装置は、開口部の内面の一部内に形成された、第一溝と実質的に平行に位置付けられた1つまたは複数の第二溝と、該1つまたは複数の第二溝の第一端および第二端にそれぞれ形成された1つまたは複数の第二入口ポートおよび第二出口ポートと、それぞれが開口部の該1つまたは複数の第二溝のそれぞれと整合するように位置付けられた、カラーの内面内に形成された1つまたは複数の第二湾曲スロットと、それぞれが該1つまたは複数の第二湾曲スロットのそれぞれの内部に配置され、開口部の該1つまたは複数の第二溝と共に1つまたは複数の第二流路を形成するように構成された1つまたは複数の第二弾性部材とをさらに含んでもよい。
【００１１】
さらに別の局面では、本発明は、1つまたは複数の本明細書において記載されるマイクロ流体装置と、溝を実質的に変形させることなく第一弾性部材の表面の一部を溝内へと圧縮するように構成された回転可能なアクチュエータとを含むポンプを提供する。アクチュエータは、湾曲スロットに沿って移動するように構成してもよい。様々な態様では、ポンプは、マイクロ流体分析器と流体連通するように配置されており、該マイクロ流体分析器は、少なくとも1つの標的を含むと疑われる液体試料を受け取るように構成された少なくとも1つのマイクロ流路を含んでもよく、該マイクロ流路は、該少なくとも1つの標的の存在を決定する際に使用するための少なくとも1つの試薬を含む。様々な態様では、ポンプは、1〜8個(すなわち1、2、3、4、5、6、7、または8個)のマイクロ流体装置を含んでもよい。様々な態様では、ポンプは、1個または3個のマイクロ流体装置を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】マイクロ流体装置の例示的な態様の絵図である。
【図１Ｂ】マイクロ流体装置の例示的な態様の絵図である。
【図２】図2Aおよび図2Bは、各々図1Aおよび1Bのマイクロ流体装置の断面図を示す絵図である。
【図３】図2の断面の拡大図を示す絵図である。
【図４】図1のマイクロ流体装置の別の断面図を示す絵図である。
【図５Ａ】マイクロ流体装置の例示的な態様を示す絵図である。
【図５Ｂ】マイクロ流体装置の例示的な態様を示す絵図である。
【図５Ｃ】マイクロ流体装置の例示的な態様を示す絵図である。
【図６Ａ】図5Aのマイクロ流体装置の底面図を示す絵図である。
【図６Ｂ】図5Bのマイクロ流体装置の底面図を示す絵図である。
【図６Ｃ】図5Cのマイクロ流体装置の底面図を示す絵図である。
【図７Ａ】画定された流路を示す、図5Aのマイクロ流体装置の断面図を示す絵図である。
【図７Ｂ】画定された流路を示す、図5Aのマイクロ流体装置の断面図を示す絵図である。
【図７Ｃ】画定された流路を示す、図5Cのマイクロ流体装置の断面図である。
【図８】図8A〜8Cは、各々図5A〜5Cのマイクロ流体装置の断面図を示す絵図である。
【図９】図5Cのマイクロ流体装置を組み込んだ例示的なポンプを示す絵図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
発明の詳細な説明
使い捨てアッセイ装置用の器機内での試料の取り扱いのための安価で高精度でかつ低流量の手段を提供するために、マイクロ流体ポンプおよび該ポンプを含む装置が開発された。有利なことに、ポンプ内の流体の流れの速度は、非常に低い流量であっても本質的に一定である。
【００１４】
本構成物および方法を説明する前に、本発明は、構成物、方法および条件が異なってもよいため、記載される特定の構成物、方法および実験条件に限定されないことを理解されたい。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲においてのみ限定されるので、本明細書において用いる用語は、単に特定の態様を説明する目的のためのものであり、限定することを意図していないことも理解されたい。
【００１５】
本明細書および添付の特許請求の範囲で用いる場合、単数形の「a」、「an」、および「the」は、文脈がそうでないことを明確に示している場合を除き複数形の言及も含む。よって、例えば、「方法」に対する言及は、本開示などを読めば当業者には明らかになる本明細書おいて記載するタイプの1つまたは複数の方法および/または工程を含む。
【００１６】
「含む(including)」、「含む(containing)」、または「特徴とする」と互換的に用いられる「含む(comprising)」という用語は、包括的すなわちオープンエンドな用語であり、記載されていない追加の要素または方法工程を除外しない。「からなる」という表現は、特許請求の範囲において特定されていないあらゆる要素、工程、または成分を除外する。「から本質的になる」という表現は、特許請求の範囲を、特定された材料または工程、および特許請求した発明の基本的かつ新規な特徴に著しく影響を与えないものに限定する。本開示は、これらの表現のそれぞれの範囲に対応する発明の装置および方法の態様を企図している。よって、記載された要素または工程を含む装置または方法は、該装置または方法がそれら要素または工程から本質的になるかまたはそれらからなる特定の態様を企図している。
【００１７】
別途定義した場合を除いて、本明細書において用いる技術用語および科学用語はすべて、本発明が属する技術分野における当業者によって通常解釈されるものと同じ意味を有する。本明細書において記載されたものと類似または同等なあらゆる方法および材料を発明の実施または試験に用いることができるが、好適な方法および材料をこれから説明する。
【００１８】
ここで図1Aおよび1Bを参照すると、本発明は、マイクロ流体ポンプを形成するためにロータリーアクチュエータと併せて使用するためのマイクロ流体装置10を提供する。マイクロ流体装置10は実質的に硬質の物体12を含み、実質的に硬質の物体12は、そこに配置された1つまたは複数の湾曲スロット14を有する。様々な態様では、硬質体12は実質的に平面状であってもよく、非弾性材料、例えば限定されることはないが、金属、プラスチック、シリコン(結晶シリコンなど)、またはガラスから形成されてもよい。1つまたは複数の湾曲スロット14は、硬質体の中心Cに対して一定の曲率半径(すなわち、概ね円形)を有してもよく、または硬質体12の中心Cに対して漸増性または漸減性の曲率半径(すなわち螺旋形)を有してもよい。
【００１９】
1つまたは複数の湾曲スロット14を切り欠いた硬質体12の表面の1つは硬質基板16に取り付けられ、硬質基板16は硬質体12と同様に、実質的に平面状であってもよく、非弾性材料、例えば限定されることはないが、金属、プラスチック、シリコン(結晶シリコンなど)、またはガラスから形成されてもよい。様々な態様では、硬質基板16は、硬質体12と同じ材料から形成されてもよく、硬質体12と同じまたは異なる厚さであってもよい。様々な態様では、硬質基板16は、硬質体12とは異なる材料から形成されてもよく、硬質体12と同じまたは異なる厚さであってもよい。
【００２０】
硬質基板16は、硬質体12が取り付けられる硬質基板16の表面に配置された一対のポート18を含む。ポート18は、湾曲スロット14の端部20と整合するように位置付けられており、マイクロ流体装置10を通じて流れる流体の入口/出口として機能する。2つ以上の湾曲スロット14を含むマイクロ流体装置10の態様では、硬質基板16は各湾曲スロット14毎に一対のポート18を含んでもよく、各対のポート18は各湾曲スロット14の端部20と整合するように位置付けられており、各対のポート18は硬質基板16の表面上に配置された一対の対応する入口/出口コネクタ22と流体連通していることを理解されたい。様々な態様では、一対の入口/出口コネクタ22は、硬質基板16の側面24上にそれぞれ形成される。特定の態様では、入口/出口コネクタ22のそれぞれは、硬質基板16の互いに異なる側面上に形成される(図示せず)。図4に示すように、硬質基板16には、それぞれポート18と入口/出口コネクタ22との間の流体連通を規定する1つまたは複数の流体管26が形成されてもよい。
【００２１】
硬質体12の湾曲スロット14内には、第一面30および第二面32を有する弾性部材28が設けられる。弾性部材28は、例えばエラストマーなどの任意の変形可能なおよび/または圧縮可能な材料から形成されてもよく、硬質体12の湾曲スロット14に、それらの間に流体密封シールが生じるように固定されてもよい。様々な態様では、弾性部材28は湾曲スロット14の内面34に結合され、かつ/または硬質基板16が取り付けられる硬質体の表面に結合されてもよい。
【００２２】
弾性部材28を硬質体12に結合するためおよび/または硬質体12を硬質基板16に取り付けるために様々な方法を利用し得る。部品は、UV硬化性接着剤、または接着剤の硬化/結合の形成の前に2つの部品の互いの相対的な移動を許容する他の接着剤を用いて接合してもよい。好適な接着剤は、UV硬化性接着剤、熱硬化接着剤、感圧接着剤、酸素感受性接着剤、および両面テープ接着剤を含む。代替的には、部品は、超音波溶接法、熱溶接法、およびねじり溶接法(torsional welding process)などの溶接法を利用して接続してもよい。さらなる代替例では、部品は、ツーショットモールディングまたはオーバーモールディングの方法を用いて接合してもよく、この場合、最初に一方のポリマー、次いで他方のポリマーを金型に射出して単一のピースを形成する。当業者であれば、弾性および非弾性ポリマーをこのようにして接合して部品間の流体密封シールを達成できることを容易に認識するであろう。
【００２３】
ここで図2A、2B、および3を参照すると、弾性部材28の第二面32はそこに配置された溝33を含んでもよく、溝33は、硬質体12が硬質基板16に取り付けられている場合、使用時にその内部を流体が流れ得る流路35を画定する。弾性部材28に、例えばローラまたはアクチュエータなどの変形要素を介して、力が加わると、弾性部材28の少なくとも一部が、硬質基板16と共に形成された流路35内へと圧縮され、これによって圧縮部位では流路35の少なくとも一部が閉塞される。
【００２４】
圧縮状態では、弾性部材28は、典型的には、圧縮部位において流路35から流体のかなりの部分を押し退けるように流路35の十分な部分を閉塞する。例えば、弾性部材28は、圧縮部位の一方側の流路35内に配置された流体を圧縮部位の他方側の流路35内に配置された流体から分離するように、流路35の十分な部分を閉塞し得る。様々な態様では、弾性部材28は、圧縮状態では、圧縮部位おいて、溝33の非圧縮断面積の少なくとも約50%、少なくとも約75%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約97.5%、少なくとも約99%、または本質的に全体を閉塞する。
【００２５】
圧縮によって、圧縮部位では溝33内で弾性部材28と硬質基板12との間に流体密封シールが生じ得る。流体密封シールが形成されると、流体、例えば液体は、圧縮部位の一方側から圧縮部位の他方側への溝33に沿った通過が妨げられる。流体密封シールは一時的であってもよく、例えば、弾性部材28は、圧縮を取り除くと完全にまたは部分的に弛緩してもよく、これよって溝33が完全にまたは部分的に再び開放される。
【００２６】
溝33は、非圧縮状態では第一断面積を有し圧縮状態では第二断面積を有してもよい。様々な態様では、弾性部材28の一部は、溝33を実質的に変形させることなく溝33内へと圧縮される。例えば、圧縮状態における圧縮部位での断面積と非圧縮状態における同じ部位での断面積の比は、少なくとも約0.75、少なくとも約0.85、少なくとも約0.925、少なくとも約0.975、または約1であってもよい。様々な態様では、圧縮状態における溝33の高さ、例えば、圧縮部位での溝33の最大高さは、非圧縮状態における同じ部位での溝の高さの少なくとも約75%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、または約100%であってもよい。様々な態様では、圧縮状態における溝33の幅、例えば、圧縮部位での溝33の最大幅は、非圧縮状態における同じ部位での溝33の幅の少なくとも約75%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、または約100%であってもよい。
【００２７】
湾曲スロット14の長さに沿った圧縮部位の移動は効果的なポンピング作用を生じ、前進する変形要素またはアクチュエータ102(図9を参照されたい)の方向に流路35内の流体の流れをもたらす。いくつかの態様では、弾性部材28の第一面は硬質体12の上面よりも上方に延在し、これによって弾性材料の厚さが大きくなり、これは硬質基板16に対して圧縮された際の弾性部材28の流路35内へのシーリングを補助し得る。
【００２８】
ここで図5A〜5C、6A〜6C、7A〜7C、および8A〜8Cを参照すると、本発明は、マイクロ流体ポンプ100を形成するためにロータリーアクチュエータ102と併せて使用するためのマイクロ流体装置50を提供する。マイクロ流体装置50は、内面60を有する貫通して配置された開口部58を備えた、上面54および底面56を有する実質的に硬質の基板52を含む。開口部58の内面60の一部内には1つまたは複数の溝62が形成される。様々な態様では、該1つまたは複数の溝62は、内面60の中央部分に位置してもよい(図5A、5B、6A、および6B)。様々な態様では、該1つまたは複数の溝62は、硬質基板52の上面54または底面56に隣接する内面60の上縁または下縁に沿って形成されてもよい(図5C)。
【００２９】
よって、この構成では、マイクロ流体ポンプ100は、ポンピング動作のためにマイクロ流体装置10の硬質体12の上面に向かう方向の力に依存するのではなく、むしろ開口部58の中心Cから離れ硬質基板52の内面60に向かう方向の力が、ポンピング作用を作動させるために用いられる。同様に、該構成は、製造コストを低減しかつその組立を容易にするという追加の利点を提供する。様々な態様では、硬質基板52は実質的に平面状であってもよく、非弾性材料、例えば限定されることはないが、金属、プラスチック、シリコン(結晶シリコンなど)、またはガラスから形成されてもよい。
【００３０】
硬質基板52の表面(すなわち、上面54、底面56、または側面70)上に形成された入口/出口コネクタ68各々とそれぞれ流体連通しているポート66が、溝62の両端部64に配置される。開口部58の内面60内に配置された2つ以上の溝62を含むマイクロ流体装置50の態様では、各溝62は互いに実質的に平行になり、両端部64に配置された一対のポート66を含むことになり、そして一対のポート66は硬質基板52の表面(すなわち上面54、底面56、または側面70)上に形成された一対の入口/出口コネクタ68各々と流体連通することを理解されたい。様々な態様では、一対の入口/出口コネクタ68は、硬質基板52の側面70上にそれぞれ形成される(図5Aおよび図5B)。様々な態様では、一対の入口/出口コネクタ68は、硬質基板52の上面54または底面56にそれぞれ形成される(図5Cおよび6C)。特定の態様では、入口/出口コネクタ68のそれぞれは、硬質基板52の互いに異なる表面(すなわち、上面54、底面56、または2つの異なる側面70)上に形成される。
【００３１】
マイクロ流体装置50は、硬質支持体52の開口部58内に嵌合するような大きさおよび形状の硬質カラー92をさらに含む。硬質基板52の各溝62と整合するように位置付けられた1つまたは複数の湾曲スロット96が、カラー92の内面94内に配置される。上述のように、硬質基板52の内面60内に配置された2つ以上の溝62を含むマイクロ流体装置50の態様は、各溝62に対応する湾曲スロット96を含むカラー92を有することになる。
【００３２】
第一面74および第二面76を有する弾性部材72がカラー92の湾曲スロット96内に設けられる。弾性部材72は、例えばエラストマーなどの任意の変形可能なおよび/または圧縮可能な材料から形成されてもよく、カラー92の湾曲スロット96に、それらの間に流体密封シールを形成するように固定されてもよい。様々な態様では、弾性部材72は湾曲スロット96の内面98に結合され、かつ/またはカラー92の内面94に結合されてもよい。
【００３３】
様々な態様では、カラー92は、その周囲に配置され、開口部58の中心Cから離れる方向に延在するフランジ86を含んでもよい。フランジ86は、硬質体52の上面54または底面56内に形成された環状リング88内に嵌合する大きさおよび形状であってもよい。ここで図8A〜8Cを参照すると、様々な態様では、カラー92が硬質体52に取り付けられている場合に、フランジ86の上面85は硬質体52の上面54よりも上方に延在する。様々な態様では、カラー92が硬質体52に取り付けられている場合に、フランジ86の上面85は硬質体52の上面54(または底面56)と面一になる。
【００３４】
弾性部材72をカラー92に結合するためおよび/またはカラー92を硬質基板52に取り付けるために様々な方法を利用し得る。上述のように、部品は、UV硬化性接着剤、または接着剤の硬化/結合の形成の前に2つの部品の互いの相対的な移動を許容する他の接着剤を用いて接合してもよい。好適な接着剤は、UV硬化性接着剤、熱硬化接着剤、感圧接着剤、酸素感受性接着剤、および両面テープ接着剤を含む。代替的には、部品は、超音波溶接法、熱溶接法、およびねじり溶接法などの溶接法を利用して接続してもよい。さらなる代替例では、部品は、ツーショットモールディングまたはオーバーモールディングの方法を用いて接合してもよく、この場合、最初に一方のポリマー、次いで他方のポリマーを金型に射出して単一のピースを形成する。当業者であれば、弾性および非弾性ポリマーをこのようにして接合して部品間の流体密封シールを達成できることを容易に認識するであろう。
【００３５】
再び図7A〜7Cを参照すると、カラー92が硬質基板52に取り付けられている場合には、弾性部材72の第二面76は、溝62と共に、使用時にその内部を流体が流れ得る流路82を画定する。弾性部材72に、例えばローラまたはアクチュエータなどの変形要素を介して、力が加わると、弾性部材72の少なくとも一部が、溝62と共に形成された流路82内へと圧縮され、これによって圧縮部位では流路82の少なくとも一部が閉塞される。様々な態様では、弾性部材72の第二面76は実質的に平坦であってもよく、または流路82をさらに画定するように凹んでいてもよい。
【００３６】
上記のように、圧縮状態では、弾性部材72は、典型的には、圧縮部位において流路82から流体のかなりの部分を押し退けるように流路82の十分な部分を閉塞する。例えば、弾性部材72は、圧縮部位の一方側の流路82内に配置された流体を圧縮部位の他方側の流路82内に配置された流体から分離するように、流路82の十分な部分を閉塞し得る。様々な態様では、弾性部材72は、圧縮状態では、圧縮部位おいて、溝62の非圧縮断面積の少なくとも約50%、少なくとも約75%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約97.5%、少なくとも約99%、または本質的に全体を閉塞する。
【００３７】
圧縮によって、圧縮部位では溝62内で弾性部材72と硬質基板52との間に流体密封シールが生じ得る。流体密封シールが形成されると、流体、例えば液体は、圧縮部位の一方側から圧縮部位の他方側への溝62に沿った通過が妨げられる。流体密封シールは一時的であってもよく、例えば、弾性部材72は、圧縮を取り除くと完全にまたは部分的に弛緩してもよく、これよって溝62が完全にまたは部分的に再び開放される。
【００３８】
溝62は、非圧縮状態では第一断面積を有し圧縮状態では第二断面積を有してもよい。様々な態様では、弾性部材72の一部は、溝62を実質的に変形させることなく溝62内へと圧縮される。例えば、圧縮状態における圧縮部位での断面積と非圧縮状態における同じ部位での断面積の比は、少なくとも約0.75、少なくとも約0.85、少なくとも約0.925、少なくとも約0.975、または約1であってもよい。様々な態様では、圧縮状態における溝62の幅、例えば、圧縮部位での溝62の最大幅は、非圧縮状態における同じ部位での溝62の幅の少なくとも約75%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、または約100%であってもよい。様々な態様では、圧縮状態における溝62の高さ、例えば、圧縮部位での溝62の最大高さは、非圧縮状態における同じ部位での溝62の幅の少なくとも約75%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、または約100%であってもよい。
【００３９】
湾曲スロット96の長さに沿った圧縮部位の移動は効果的なポンピング作用を生じ、前進する変形要素またはアクチュエータ(図示せず)の方向に流路82内の流体の流れをもたらす。いくつかの態様では、弾性部材72の第一面74は、カラー92の内面94を越えて開口部58の中心Cに向かって延在する。特定の態様では、第一面74は、流路82の一部または全部を覆うように配置された隆起要素84を含む。よって、隆起要素84は、流路82と一致する領域において増加した断面厚さを提供する。これは、溝62に進入した変形した弾性部材72と流路82の表面との間に水密シールが生じるのを助ける。当業者であれば、隆起要素84は、突起などのいくつかの好適な形状の1つであってもよいことを理解するであろう。別の態様では、弾性部材72は隆起要素84を有していない。
【００４０】
流路35および82は、流路内の容積と、弾性部材28および72が溝20および62内へと徐々に変形する所与の速度についての得られる流量とを規定するように寸法決めされてもよい。そのように形成された溝20および62の高い品質および精度によって、他の製造プロセスを採用した場合には達成し得ない非常にゆっくりとした一定の流量を達成できるマイクロ流体装置がもたらされる。そのように形成された流路は、それらの長さの全体または一部に沿って一定の幅寸法および一定の深さ寸法を有するように寸法決めされてもよい。特定の態様では、流路35および82は、変形要素またはアクチュエータと係合する弾性部材の長さに沿って一定の幅寸法および一定の深さ寸法を有することになる。一般に、流路35および82は、500〜900ミクロンの幅寸法および40〜100ミクロンの深さ寸法を有してもよい。このように、装置は、0.001μl/s〜5.0μl/sの流路35および82内での流量のために適合されてもよい。
【００４１】
本明細書において記載されるマイクロ流体装置に形成される溝20および62は、様々な断面形状を利用し得る。本明細書において提供される図面は、流路の一方の表面が円弧状であり、これによって凹状の円形形状を画定する溝を示しているが、流路は円形、楕円形または概ねU字形の表面を有してもよいことを理解されたい。1つの態様では、流路は0.7〜0.9mmの曲率半径を有する円弧状の表面を有する。当業者であれば、マイクロ流体装置内に形成される流路の表面を、例えば疎水性を変更することによって、改質し得ると認識するであろう。例えば、疎水性は、界面活性剤などの親水性材料の塗布、疎水性材料の塗布、所望の疎水性を有する材料からの構築、エネルギービームで表面をイオン化すること、および／またはこれらに類似することによって改質してもよい。
【００４２】
ここで図13を参照すると、別の局面では、本明細書において記載されるマイクロ流体装置(10、50)を利用するマイクロ流体ポンプ100が提供される。マイクロ流体ポンプ100は、1つまたは複数のマイクロ流体装置(10、50)と、ロータリーアクチュエータが回転しているときにマイクロ流体装置(10、50)の弾性部材72の第一面74の一部を圧縮するように構成されたロータリーアクチュエータ102とを含む。図13には単一のマイクロ流体装置(10、50)が示されているが、アクチュエータ102上に任意の数のマイクロ流体装置(10、50)を設けて多流路ポンプ100を形成してもよいことを理解されたい。様々な態様では、ポンプ100は1〜8個(すなわち、1、2、3、4、5、6、7または8個)のマイクロ流体装置(10、50)を含んでもよい。様々な態様では、ポンプ100は1個または3個のマイクロ流体装置(10、50)を含む。
【００４３】
よって、アクチュエータ102の機械的な回転が、マイクロ流体装置(10、50)の湾曲スロット96の長さに沿った圧縮部位の移動をもたらし、これによって、前進するアクチュエータ102の方向に流路82内の流体の流れをもたらす効果的なポンピング作用が生じる。流体の流れは、次いで、適切な入口/出口コネクタ68を通り、例えば、これに取り付けられた配管110へと流出し得る。そのような配管は、当業者には認識され得るように、ポンプ100と、プロセス、試験分析器、薬物送達装置、または産業用途との間の流体連通を提供し得る。
【００４４】
上述のように、概ね湾曲した流路82は、アクチュエータ102が回転し、それによってマイクロ流体装置(10、50)の湾曲スロット(14、96)に沿って圧縮を移動させているとき、流路(35、82)を実質的に変形させることなく弾性部材(28、72)を流路(35、82)内へと圧縮させることによってマイクロ流体装置(10、50)の流路(35、82)を通じて流体を前進させることを可能にする。様々な態様では、アクチュエータ102の機械的な回転は、アクチュエータ102に接続した電気モータ104によって達成されてもよい。電気モータ104およびアクチュエータ102は、マイクロ流体装置(10、50)がアクチュエータ102と接触するように配設された場合にアクチュエータ102がマイクロ流体装置の1つまたは複数の弾性部材72を径方向に横切るよう構成されるように、ハウジング106内に設けられてもよい。当業者に認識されるように、マイクロ流体装置(10、50)に対するアクチュエータ102の回転方向が流路82内の流れの方向を決定する。このため、当業者であれば、有利なことにポンプ100を通る流体の流れが双方向的であることを認識するであろう。
【００４５】
したがって、アクチュエータ102は、その運動を制御する電気モータ104に電圧108を印加することによって回転されてもよい。このため、本発明は、本明細書において記載されるマイクロ流体ポンプ100に電圧108を印加する工程を含む、マイクロ流体プロセスを実施するための方法をさらに提供する。印加された電圧108は、マイクロ流体装置(10、50)の弾性部材72と回転可能に係合された少なくとも1つのアクチュエータ102またはそれに取り付けられた変形要素を前進させるモータ104を動作させる。そのような回転が弾性部材72を対応する溝62内まで変形させ、これによって流路82の少なくとも一部が閉塞される。
【００４６】
毎秒広範な数のパルスが電気モータ104に印加されてもよく、これによってマイクロ流体装置10または50内で広範な流量が実現される。流体の流れは、非常に低い流量であっても流体に剪断力がほとんどまたは全くかからない本質的に一定なものであり得る。ポンプのこれらの特性はポンプを用いて実施される分析の精度を向上させる(例えば、剪断および分解に対する試料成分の曝露を最小化することによって分析物の完全性が保たれる)一方で、流量の低さは化学反応が起きるのに十分な時間を提供する。低く一定のポンピング流量は、薬物送達において投薬量の精度を確保するためにも非常に有用となり得る。
【００４７】
1つの態様では、毎秒100〜10,000のパルスが電気モータ104に印加されてもよく、これによって流路を通る約0.001μl/s〜5.0μl/sの流量が得られる。本発明の設計によって、広範な印加パルスにわたって流路82内の力がほぼ一定に維持される。
【００４８】
様々な態様では、マイクロ流体装置10または50の入口/出口コネクタ68は、1つまたは複数のマイクロ流体分析器200に接続されてもよい。そのような接続は、マイクロ流体装置(10、50)およびマイクロ流体分析器200が取り付けられ得る中間基板に形成される配管110および/または流路によってなされてもよく、これによってマイクロ流体装置10または50とマイクロ流体分析器200との間の流体連通が確立される。マイクロ流体分析器200および/または中間基板は、その内部に固定されたかまたはそうでなければ流体試料に対して生物学的アッセイを実施し得るように提供された様々な試薬を備えた、1つまたは複数のマイクロ流路および/またはリザーバを含んでもよい。
【００４９】
以下の態様は、機器と、汚染の危険性が高いために密封を必要とする消耗品とからなる安価な診断用製品において使用するための本発明のマイクロ流体ポンプ100の使用を説明する。2つの局面が記載される。一つ目は、消耗品の内部位置に配置された保存された乾燥化学物質に液体試料をポンプ輸送すること、次に保存された化学物質と液体試料を混合することを実施するための非常に安価な方法である。二つ目は、希釈工程が診断プロセスの途中で行われる同じ能動ポンプ輸送システムを用いた化学物質の希釈である。2つの局面は一緒にまたは別々に用いられてもよい。
【００５０】
配置された化学物質への試料流体のポンプ輸送、それに続く配置された化学物質と試料流体の混合を安価な様式で実施するための方法は、機器100に組み込まれたアクチュエータ102、例えば、DCモータまたはステッピングモータ104を1つだけ用いることを伴う。上に記載したように、マイクロ流体装置(10、50)は、ポンプアクチュエータ102またはローラによって変形される弾性部材(28、72)によって部分的に画定される1つまたは複数の湾曲した環状流路(35、82)を含む。磁性のもしくは磁化されたパックまたはボールベアリングを含む混合チャンバが、マイクロ流体装置(10、50)と流体連通している(または、いくつかの態様では、流路(35、82)と同軸になっている)。アクチュエータ102と協働してパックを撹拌するかまたはそうでなければパックを運動させ得る磁気混合ヘッドが、パックまたはボールベアリングに磁気的に接続される。
【００５１】
マイクロ流体装置(10、50)の流路82からの入口および出口ポートを混合チャンバに設けることによって、モータ104が所定の方向に回転しているときに流体をポンプ流路82から混合チャンバへとポンプ輸送することができる。ポンプ100の機器構成要素(すなわち、分析器200)は、モータ104が特定の方向に回転するとポンプ輸送および混合機能を提供するが、モータ104が逆方向に回転すると混合機能のみを提供するために、好適な機構、例えば、爪と圧縮バネとによって実装されるラチェットシステムを含み、これによって混合ヘッドはポンプローラと共にモータ104の一方の回転方向に回転し、かつポンプローラ102はモータ104が他方の方向に回転するとモータ104から外れ、よって混合ヘッドのみの回転が提供される。圧縮バネはまた、効果的なポンピングを容易にするためにポンプ流路82に対する必要な接触力を提供し得る。
【００５２】
本明細書において記載されるマイクロ流体装置(10、50)を用いて診断用試験中に希釈工程を実施するための例示的な方法を以下に説明する。この態様では、それぞれが個々の流体経路を有する2つの湾曲したポンプ流路(35、82)がマイクロ流体装置(10、50)に含まれ、例えば、内側の流路が試料流体の流体ポンプ輸送を提供し、外側の流路が希釈流体のための流体ポンプ輸送を提供する。各流路(35、82)は、電気モータ104による駆動軸の回転により試料流体および緩衝/希釈流体の両方がポンプ輸送されるように、同じポンプローラまたはアクチュエータ102で圧縮されてもよい。上述のように、別々の流路(35、82)においてより多くの流体がポンプ輸送される必要がある場合、マイクロ流体装置(10、50)は、所望であれば複数の流体流路(35、82)を並列に収容するように形成されることができる。この態様では、輸送される試料は、まず流路(35、82)と流体連通した混合チャンバ内で、保存され配置された化学物質と混合される必要があり、続いて希釈流体を用いた希釈工程が行われる。
【００５３】
保存された化学物質が希釈流体の影響を受けないように、保存された化学物質から希釈流体を離間して保存することが好ましい。モータ104が特定の方向に回転すると、ポンプローラまたはアクチュエータ102はマイクロ流体装置(10、50)の弾性部材72と係合して、試料流体および希釈流体の両方をマイクロ流体分析器200のチャンバに輸送する。混合チャンバが試料流体で充填されているときに、必要とされる希釈流体の量と、希釈流体ポンプ輸送流路(35、82)の形状と、混合チャンバの容量とに応じた大きさの二次チャンバに希釈流体が充填される。モータ104が停止すると、希釈流体および試料流体の両方がそれら各々のチャンバに残留する。
【００５４】
混合が必要であれば、混合のみを提供するようにモータ104を反対方向に回転させる上記のような同等の機構を実装することができる。試料流体と希釈流体とを合わせる必要がある場合には、モータ104が回転してポンプローラ/アクチュエータ102と係合し、ポンプローラ/アクチュエータ102が、試料流体および希釈流体を合わせるマイクロ流体分析器200(またはマイクロ流体装置10または50)内の場所まで2つの流体を輸送する。2つの流体を合わせるのを補助するために、受動混合機構が流体統合領域に含まれてもよい。モータ104が回転を続けて2つの流体をポンプ輸送100しているとき、希釈された試料を分析器内の別の場所、例えば、分析物の検出を行う場所まで輸送することができる。
【００５５】
上の開示を参照して本発明を説明したが、変更および改変が本発明の精神および範囲内に包含されることが理解されるであろう。したがって、本発明は添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１Ａ】
2019519359.tif 000004
【図１Ｂ】
2019519359.tif 000005
【図２】
2019519359.tif 000006
【図３】
2019519359.tif 000007
【図４】
2019519359.tif 000008
【図５Ａ】
2019519359.tif 000009
【図５Ｂ】
2019519359.tif 000010
【図５Ｃ】
2019519359.tif 000011
【図６Ａ】
2019519359.tif 000012
【図６Ｂ】
2019519359.tif 000013
【図６Ｃ】
2019519359.tif 000014
【図７Ａ】
2019519359.tif 000015
【図７Ｂ】
2019519359.tif 000016
【図７Ｃ】
2019519359.tif 000017
【図８】
2019519359.tif 000018
【図９】
2019519359.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月20日(2018.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)硬質体であって、そこに配置された第一湾曲スロットを有する、硬質体と、
(b)該硬質体に取り付けられた上面を有する硬質基板であって、該上面に配置された、該第一湾曲スロットの第一端および第二端と整合するように位置付けられた第一入口ポートおよび第一出口ポートを含む、硬質基板と、
(c)該第一湾曲スロット内に配置された、第一面および第二面を有する第一弾性部材であって、該第二面が、該硬質基板と共に第一流路を画定する溝を含む、第一弾性部材と
を含む、マイクロ流体装置。
【請求項２】
第一弾性部材が硬質体の湾曲スロットに結合されている、請求項1記載のマイクロ流体装置。
【請求項３】
入口コネクタおよび出口コネクタであって、それぞれが硬質基板の入口ポートおよび出口ポートと各々流体連通している、入口コネクタおよび出口コネクタ
をさらに含む、請求項1記載のマイクロ流体装置。
【請求項４】
入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の側面上に配置されている、請求項3記載のマイクロ流体装置。
【請求項５】
入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の互いに異なる側面上に配置されている、請求項4記載のマイクロ流体装置。
【請求項６】
湾曲スロットが硬質体の中心に対して一定の曲率半径を有する、請求項1記載のマイクロ流体装置。
【請求項７】
湾曲スロットが、硬質体の中心に対して増加または減少する漸増性または漸減性の曲率半径を有する、請求項1記載のマイクロ流体装置。
【請求項８】
第一弾性部材の上面が硬質体の上面よりも上方に延在する、請求項1記載のマイクロ流体装置。
【請求項９】
(d)硬質体に配置された、第一湾曲スロットと実質的に平行に位置付けられた1つまたは複数の第二湾曲スロットと、
(e)それぞれ該1つまたは複数の第二湾曲スロット内に配置された、第一面および第二面を有する1つまたは複数の第二弾性部材であって、該1つまたは複数の第二弾性部材のそれぞれの該第二面が、硬質基板と共に1つまたは複数の第二流路を画定する溝を含む、1つまたは複数の第二弾性部材と、
(f)硬質体に配置された、該1つまたは複数の第二湾曲スロットの各々の端と整合するように位置付けられた1つまたは複数の第二入口ポートおよび出口ポートと
をさらに含む、請求項1記載のマイクロ流体装置。
【請求項１０】
(a)上面および底面を有する硬質基板であって、これを貫通して配置された開口部を含む、硬質基板と、
(b)該開口部の内面の一部内に形成された第一溝と、
(c)該第一溝の第一端および第二端に形成された第一入口ポートおよび第一出口ポートと、
(d)該開口部に固定して取り付けられたカラーであって、その内面内に形成された、該開口部の該第一溝と整合するように位置付けられた第一湾曲スロットを含む、カラーと、
(e)該第一湾曲スロット内に配置された、該開口部の該第一溝と共に第一流路を形成するように構成された第一弾性部材と
を含む、マイクロ流体装置。
【請求項１１】
入口コネクタおよび出口コネクタであって、それぞれが第一溝の第一入口ポートおよび第一出口ポートと各々流体連通している、入口コネクタおよび出口コネクタ
をさらに含む、請求項10記載のマイクロ流体装置。
【請求項１２】
入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の側面上に配置されている、請求項11記載のマイクロ流体装置。
【請求項１３】
入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の互いに異なる側面上に配置されている、請求項12記載のマイクロ流体装置。
【請求項１４】
入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の上面または底面上に配置されている、請求項11記載のマイクロ流体装置。
【請求項１５】
第一弾性部材がカラーの第一湾曲スロットに結合されている、請求項10記載のマイクロ流体装置。
【請求項１６】
カラーが、開口部から離れる方向に延在する、硬質基板の上面に形成された環状リング内に嵌合するように構成されたフランジを含む、請求項10記載のマイクロ流体装置。
【請求項１７】
カラーの上面が硬質基板の上面よりも上方に延在する、請求項10記載のマイクロ流体装置。
【請求項１８】
第一溝が、硬質基板の上面または底面に隣接する内面の縁に位置付けられている、請求項10記載のマイクロ流体装置。
【請求項１９】
(f)開口部の内面の一部内に形成された、第一溝と実質的に平行に位置付けられた1つまたは複数の第二溝と、
(g)該1つまたは複数の第二溝の第一端および第二端にそれぞれ形成された1つまたは複数の第二入口ポートおよび第二出口ポートと、
(h)それぞれが該開口部の該1つまたは複数の第二溝のそれぞれと整合するように位置付けられた、カラーの内面内に形成された1つまたは複数の第二湾曲スロットと、
(i)それぞれが該1つまたは複数の第二湾曲スロットのそれぞれの内部に配置された、該開口部の該1つまたは複数の第二溝と共に1つまたは複数の第二流路を形成するように構成された1つまたは複数の第二弾性部材と
をさらに含む、請求項10記載のマイクロ流体装置。
【請求項２０】
1つまたは複数の、請求項1記載のマイクロ流体装置と、
回転可能なアクチュエータであって、該アクチュエータが回転し湾曲スロットに沿って圧縮を移動させているときに、流路を実質的に変形させることなく弾性部材の上面の一部を該流路内へと圧縮するように構成された、回転可能なアクチュエータと
を含む、ポンプ。
【請求項２１】
1〜8個のマイクロ流体装置を含む、請求項20記載のポンプ。
【請求項２２】
1個のマイクロ流体装置を含む、請求項21記載のポンプ。
【請求項２３】
3個のマイクロ流体装置を含む、請求項21記載のポンプ。
【請求項２４】
マイクロ流体分析器と流体連通するように配置された、請求項20記載のポンプ。
【請求項２５】
マイクロ流体分析器が、少なくとも1つの標的を含むと疑われる液体試料を受け取るように構成された少なくとも1つのマイクロ流路を含み、該マイクロ流路が、該少なくとも1つの標的の存在を決定する際に使用するための少なくとも1つの試薬を含む、請求項24記載のポンプ。
【請求項２６】
1つまたは複数の、請求項10記載のマイクロ流体装置と、
回転可能なアクチュエータであって、開口部に挿入されるように、および該アクチュエータが回転し湾曲スロットに沿って圧縮を移動させているときに流路を実質的に変形させることなく第一弾性部材の表面の一部を該流路内へと圧縮するように構成された、回転可能なアクチュエータと
を含む、ポンプ。
【請求項２７】
1〜8個のマイクロ流体装置を含む、請求項26記載のポンプ。
【請求項２８】
1個のマイクロ流体装置を含む、請求項27記載のポンプ。
【請求項２９】
3個のマイクロ流体装置を含む、請求項27記載のポンプ。
【請求項３０】
マイクロ流体分析器と流体連通するように配置された、請求項26記載のポンプ。
【請求項３１】
マイクロ流体分析器が、少なくとも1つの標的を含むと疑われる液体試料を受け取るように構成された少なくとも1つのマイクロ流路を含み、該マイクロ流路が、該少なくとも1つの標的の存在を決定する際に使用するための少なくとも1つの試薬を含む、請求項30記載のポンプ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
さらに別の局面では、本発明は、1つまたは複数の本明細書において記載されるマイクロ流体装置と、溝を実質的に変形させることなく第一弾性部材の表面の一部を溝内へと圧縮するように構成された回転可能なアクチュエータとを含むポンプを提供する。アクチュエータは、湾曲スロットに沿って移動するように構成してもよい。様々な態様では、ポンプは、マイクロ流体分析器と流体連通するように配置されており、該マイクロ流体分析器は、少なくとも1つの標的を含むと疑われる液体試料を受け取るように構成された少なくとも1つのマイクロ流路を含んでもよく、該マイクロ流路は、該少なくとも1つの標的の存在を決定する際に使用するための少なくとも1つの試薬を含む。様々な態様では、ポンプは、1〜8個(すなわち1、2、3、4、5、6、7、または8個)のマイクロ流体装置を含んでもよい。様々な態様では、ポンプは、1個または3個のマイクロ流体装置を含む。
[本発明1001]
(a)硬質体であって、そこに配置された第一湾曲スロットを有する、硬質体と、
(b)該硬質体に取り付けられた上面を有する硬質基板であって、該上面に配置された、該第一湾曲スロットの第一端および第二端と整合するように位置付けられた第一入口ポートおよび第一出口ポートを含む、硬質基板と、
(c)該第一湾曲スロット内に配置された、第一面および第二面を有する第一弾性部材であって、該第二面が、該硬質基板と共に第一流路を画定する溝を含む、第一弾性部材と
を含む、マイクロ流体装置。
[本発明1002]
弾性部材が硬質体の湾曲スロットに結合されている、本発明1001のマイクロ流体装置。
[本発明1003]
入口コネクタおよび出口コネクタであって、それぞれが硬質基板の入口ポートおよび出口ポートと各々流体連通している、入口コネクタおよび出口コネクタ
をさらに含む、本発明1001または1002のマイクロ流体装置。
[本発明1004]
入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の側面上に配置されている、本発明1003のマイクロ流体装置。
[本発明1005]
入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の互いに異なる側面上に配置されている、本発明1004のマイクロ流体装置。
[本発明1006]
湾曲スロットが硬質体の中心に対して一定の曲率半径を有する、本発明1001〜1005のいずれかのマイクロ流体装置。
[本発明1007]
湾曲スロットが、硬質体の中心に対して増加または減少する漸増性または漸減性の曲率半径を有する、本発明1001〜1005のいずれかのマイクロ流体装置。
[本発明1008]
第一弾性部材の上面が硬質体の上面よりも上方に延在する、本発明1001〜1007のいずれかのマイクロ流体装置。
[本発明1009]
(d)硬質体に配置された、第一湾曲スロットと実質的に平行に位置付けられた1つまたは複数の第二湾曲スロットと、
(e)それぞれ該1つまたは複数の第二湾曲スロット内に配置された、第一面および第二面を有する1つまたは複数の第二弾性部材であって、該1つまたは複数の第二弾性部材のそれぞれの該第二面が、硬質基板と共に1つまたは複数の第二流路を画定する溝を含む、1つまたは複数の第二弾性部材と、
(f)硬質体に配置された、該1つまたは複数の第二湾曲スロットの各々の端と整合するように位置付けられた1つまたは複数の第二入口ポートおよび出口ポートと
をさらに含む、本発明1001〜1008のいずれかのマイクロ流体装置。
[本発明1010]
(a)上面および底面を有する硬質基板であって、これを貫通して配置された開口部を含む、硬質基板と、
(b)該開口部の内面の一部内に形成された第一溝と、
(c)該第一溝の第一端および第二端に形成された第一入口ポートおよび第一出口ポートと、
(d)該開口部に固定して取り付けられたカラーであって、その内面内に形成された、該開口部の該第一溝と整合するように位置付けられた第一湾曲スロットを含む、カラーと、
(e)該第一湾曲スロット内に配置された、該開口部の該第一溝と共に第一流路を形成するように構成された第一弾性部材と
を含む、マイクロ流体装置。
[本発明1011]
入口コネクタおよび出口コネクタであって、それぞれが第一溝の第一入口ポートおよび第一出口ポートと各々流体連通している、入口コネクタおよび出口コネクタ
をさらに含む、本発明1010のマイクロ流体装置。
[本発明1012]
入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の側面上に配置されている、本発明1011のマイクロ流体装置。
[本発明1013]
入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の互いに異なる側面上に配置されている、本発明1012のマイクロ流体装置。
[本発明1014]
入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の上面または底面上に配置されている、本発明1011のマイクロ流体装置。
[本発明1015]
第一弾性部材がカラーの第一湾曲スロットに結合されている、本発明1010〜1014のいずれかのマイクロ流体装置。
[本発明1016]
カラーが、開口部から離れる方向に延在する、硬質基板の上面に形成された環状リング内に嵌合するように構成されたフランジを含む、本発明1010〜1015のいずれかのマイクロ流体装置。
[本発明1017]
カラーの上面が硬質基板の上面よりも上方に延在する、本発明1010〜1016のいずれかのマイクロ流体装置。
[本発明1018]
第一溝が、硬質基板の上面または底面に隣接する内面の縁に位置付けられている、本発明1010〜1017のいずれかのマイクロ流体装置。
[本発明1019]
(f)開口部の内面の一部内に形成された、第一溝と実質的に平行に位置付けられた1つまたは複数の第二溝と、
(g)該1つまたは複数の第二溝の第一端および第二端にそれぞれ形成された1つまたは複数の第二入口ポートおよび第二出口ポートと、
(h)それぞれが該開口部の該1つまたは複数の第二溝のそれぞれと整合するように位置付けられた、カラーの内面内に形成された1つまたは複数の第二湾曲スロットと、
(i)それぞれが該1つまたは複数の第二湾曲スロットのそれぞれの内部に配置された、該開口部の該1つまたは複数の第二溝と共に1つまたは複数の第二流路を形成するように構成された1つまたは複数の第二弾性部材と
をさらに含む、本発明1010〜1018のいずれかのマイクロ流体装置。
[本発明1020]
1つまたは複数の、本発明1001〜1009のいずれかのマイクロ流体装置と、
回転可能なアクチュエータであって、該アクチュエータが回転し湾曲スロットに沿って圧縮を移動させているときに、流路を実質的に変形させることなく弾性部材の上面の一部を該流路内へと圧縮するように構成された、回転可能なアクチュエータと
を含む、ポンプ。
[本発明1021]
1〜8個のマイクロ流体装置を含む、本発明1020のポンプ。
[本発明1022]
1個のマイクロ流体装置を含む、本発明1021のポンプ。
[本発明1023]
3個のマイクロ流体装置を含む、本発明1021のポンプ。
[本発明1024]
マイクロ流体分析器と流体連通するように配置された、本発明1020〜1023のいずれかのポンプ。
[本発明1025]
マイクロ流体分析器が、少なくとも1つの標的を含むと疑われる液体試料を受け取るように構成された少なくとも1つのマイクロ流路を含み、該マイクロ流路が、該少なくとも1つの標的の存在を決定する際に使用するための少なくとも1つの試薬を含む、本発明1024のポンプ。
[本発明1026]
1つまたは複数の、本発明1010〜1019のいずれかのマイクロ流体装置と、
回転可能なアクチュエータであって、開口部に挿入されるように、および該アクチュエータが回転し湾曲スロットに沿って圧縮を移動させているときに流路を実質的に変形させることなく第一弾性部材の表面の一部を該流路内へと圧縮するように構成された、回転可能なアクチュエータと
を含む、ポンプ。
[本発明1027]
1〜8個のマイクロ流体装置を含む、本発明1026のポンプ。
[本発明1028]
1個のマイクロ流体装置を含む、本発明1027のポンプ。
[本発明1029]
3個のマイクロ流体装置を含む、本発明1027のポンプ。
[本発明1030]
マイクロ流体分析器と流体連通するように配置された、本発明1026〜1029のいずれかのポンプ。
[本発明1031]
マイクロ流体分析器が、少なくとも1つの標的を含むと疑われる液体試料を受け取るように構成された少なくとも1つのマイクロ流路を含み、該マイクロ流路が、該少なくとも1つの標的の存在を決定する際に使用するための少なくとも1つの試薬を含む、本発明1030のポンプ。
【国際調査報告】
2019519359.tif 000020
2019519359.tif 000021